균열 콘크리트에 설치된 내진용 스테인리스스틸 확장식 후설치앵커의 신뢰성 평가 (Reliability Evaluation of Stainless Steel Post-Installed Expansion Anchor for Seismic Design Installed in Cracked Concrete)

서지정보

· 발행기관 : 한국콘크리트학회
· 수록지 정보 : 콘크리트학회 논문집 / 35권 / 4호 / 433 ~ 441페이지
· 저자명 : 김문길, 심혜정, 천성철, 안영승

초록

내구성 향상과 내진성능 확보를 위해 새롭게 개발된 스테인리스스틸 확장식 후설치앵커에 대해 3가지 신뢰성 시험-시공 정밀도에 대한 민감도, 균열폭과 큰 앵커 구멍에 대한 민감도, 균열폭과 작은 앵커 구멍에 대한 민감도를 평가 지침에 따라 실시하였다. 웻지를 타격하여 균열을 생성하는 기존 방법을 대체하여, 콘크리트블록 양쪽에 각각 유압잭을 설치하고 콘크리트블록 높이 중앙부를 가력하여 균열을 생성하고, 균열폭 게이지로 계측하면서 목표 균열폭을 형성함으로써 각 시험별 시험조건의 일관성을 확보하였다. 또한 내시경 카메라로 앵커 구멍 내부까지 균열이 형성됨을 확인하였다. 시험 결과 39개 모든 앵커에서 뽑힘파괴가 발생하였다. 콘크리트 브레이크아웃파괴 이전에 뽑힘파괴가 발생된 이유는, 설치비틀림이 작거나, 앵커 구멍이 표준 크기와 달라 앵커 슬리브가 제대로 확장되지 못하여 콘크리트와 확장 슬리브 사이의 마찰저항이 저하되었기 때문이다. 모든 앵커에서 최대하중 이전까지 하중이 증가함에 따라 균열폭과 앵커의 뽑힘 변위가 증가하는 반면 앵커 주변 콘크리트의 변위는 거의 발생하지 않았다. 최대하중 이후에는 하중의 증가 없이 앵커에 뽑힘이 발생하면서 균열폭이 증가하였다. 신뢰성 평가 결과, 6개 시험군 중 1개를 제외하고 모두 앵커범주 1로 평가되었다. 균열 콘크리트에서 앵커 성능 확보를 목적으로 한 앵커 슬리브와 헤드 형상 개선이 시공 정밀도가 낮은 상황에서도 앵커 성능 확보에 유효한 것으로 평가된다.

영어초록

Three types of reliability tests, as per evaluation guidelines, were conducted on stainless steel post-installed expansion anchors developed to enhance durability and earthquake resistance. The purpose of these tests was to evaluate sensitivity to “installation effort reduction,” “crack width and large hole diameter,” and “crack width and small hole diameter,” respectively. Instead of using the existing splitting wedge, cracks were formed using a new method involving two hydraulic rams located on both sides of the anchor hole to create a state of cracked concrete. The test conditions for each test were kept consistent by precisely forming the target crack width using a PI-gauge, and the formation of cracks throughout the entire depth of the anchor hole was confirmed using an endoscopy camera. The test results indicated that all 39 anchors failed due to pullout failure rather than concrete breakout failure. This was attributed to the anchor sleeve not expanding precisely due to low installation torque or non-standard anchor hole diameter, which reduced the friction resistance between the concrete and the expansion sleeve. As the load increased up to the maximum load, vertical displacement of the anchor and crack width increased in all anchors, while the vertical displacement of the concrete around the anchor remained minimal. After reaching the maximum load, the anchor experienced pullout, resulting in an increase in crack width without an increase in load. Among the six series of tested anchors, five series were evaluated as Anchor Category 1. The improved anchor design aimed at enhancing earthquake resistance in cracked concrete ensured that the anchors exhibited safe and effective behavior under adverse conditions.

참고자료

· 없음